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Un paso más hacia la comprensión del sentido de la orientación

El proyecto ANT NAVIGATION ha deparado descubrimientos sobre el sentido de la orientación que nos sitúan un paso más cerca de nuevos avances en la neurociencia.
Un paso más hacia la comprensión del sentido de la orientación
La mayoría de las especies de animales, incluidos los humanos, precisan del sentido de la orientación para desplazarse por su entorno. Ciertamente, su supervivencia depende de ello, por ejemplo en la búsqueda de alimento.

Para poder orientarse con eficacia, hay que conjugar información de distintas fuentes (integración multimodal). Por esta razón, muchos han considerado el sentido de la orientación un indicador de funciones cognitivas de nivel superior, puesto que presupone capacidades de análisis, comparación y raciocinio para determinar la estrategia óptima, así como la capacidad de aprender y recordar.

Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que el comportamiento complejo relacionado con la orientación podría no requerir la cantidad de potencia cerebral que se creía hasta ahora. El proyecto ANT NAVIGATION, financiado con fondos europeos, investigó esta hipótesis a través de un estudio a fondo en hormigas. Según el coordinador, el Dr. Paul Graham, la utilidad de estudiar las hormigas era justamente que «puesto que los insectos han evolucionado con recursos neuronales limitados, hacen gala de estrategias económicas con las que se podrían solucionar problemas». Si se entiende con mayor precisión cómo funciona el sentido de la orientación de los insectos, será más sencillo entender los procesos económicos por los que el cerebro procesa y utiliza la información en general, y en los humanos en particular.

La integración multimodal en la orientación de las hormigas del desierto buscadoras de alimento

El Dr. Graham y su equipo investigaron el comportamiento de hormigas buscadoras de alimento en zonas desérticas del sur de España y Túnez. En primer lugar, en sus propias palabras, porque las buscadoras «hacen poco más que desplazarse y orientarse a lo largo de su vida». En segundo lugar, son hormigas solitarias y por tanto no se guían por estímulos sociales como puedan ser los rastros químicos. Por último, los parajes desérticos ofrecen escasos puntos de referencia visuales. Así pues, estas criaturas constituyen un modelo excepcional para estudiar las técnicas de orientación.

Hasta ahora se solía presuponer que la principal estrategia de orientación de las hormigas del desierto buscadoras de alimento para poder regresar a su punto de partida (normalmente, su hormiguero) era la de la integración de trayectorias (path integration). Ello se asemejaría a la técnica de navegación marítima consistente en actualizar continuamente la distancia desde determinado punto de partida, con la dirección del desplazamiento, para poder orientarse. Esta técnica se ha probado en experimentos en los que se manipuló la apariencia del sol para alterar la percepción de la dirección o bien alargando los tramos recorridos por las hormigas, lo cual motivó que éstas se pasasen de largo al tratar de regresar a su hormiguero.

Una de las aportaciones más destacadas del proyecto ANT NAVIGATION fue su cuidadosa labor de seguimiento de los movimientos de las hormigas. «Fuimos uno de los primeros equipos en registrar no solo las trayectorias de las hormigas, sino también la velocidad de éstas cuando se guiaban por la integración de trayectorias y en las etapas iniciales del aprendizaje acerca de otras referencias del entorno. Es una tarea sencilla, pero aún no se había hecho», señaló el Dr. Graham.

Tras hacer un seguimiento de la velocidad de las hormigas, los investigadores plantearon la hipótesis de que siguen cierta regla por defecto, según la cual la velocidad se correlaciona con la relevancia de cierto lugar. Así, las hormigas dedicarían la cantidad de tiempo necesaria a asimilar información visual de mayor calidad en ubicaciones clave. El Dr. Graham asegura que «este es un hecho apasionante, pues muestra que las hormigas equilibran la utilidad relativa de distintas fuentes de información sin tener que "reflexionar" sobre el valor de esa información».

Compartir conocimientos para lograr grandes progresos

En alusión a la repercusión del proyecto ANT NAVIGATION, el Dr. Graham destacó que una comprensión más profunda de los cálculos que entran en juego en las estrategias de orientación de los insectos facilitará el diseño de robots autónomos pequeños que, algún día, alcancen la eficacia de los insectos. Según informó, «trabajamos estrechamente con ingenieros para aplicar los conocimientos de nuestros estudios biológicos a la robótica».

La biología ha averiguado mucho sobre el funcionamiento de los organismos mediante el estudio de «sistemas modelo» como moscas y ratones. Algunas criaturas en concreto han sido objeto de una intensa actividad investigadora por poseer habilidades especialmente desarrolladas, como es el caso de las hormigas del desierto, por su orientación visual.

Para llevar este conocimiento científico al siguiente nivel, en opinión del Dr. Graham, habrá que sintetizar la ciencia del comportamiento con el conocimiento neurocientífico. Y añadió: «Espero que próximamente logremos manipular los circuitos neuronales de las hormigas especializadas en la orientación y trazar correspondencias con lo que ya sabemos, a un nivel más profundo, sobre ciertos circuitos neuronales esenciales de las moscas. Ello supondrá un gran paso adelante para la neurociencia y da motivos para creer en la posibilidad de construir robots pequeños totalmente autónomos y, quizás, útiles en tareas agrícolas, de vigilancia tras catástrofes, etc.»

Para más información, consulte:
Página del proyecto en CORDIS

Fuente: Basado en una entrevista al coordinador del proyecto

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